Le foreste tropicali sono un incredibile scrigno di biodiversità, in cui in piccole aree possono coesistere centinaia di specie diverse di piante. Tuttavia, piante strettamente imparentate crescono raramente le une vicine alle altre. Nelle foreste tropicali sembra quindi essere vantaggioso essere diverso dai propri vicini. Ma quali sono le forze selettive che determinano questo pattern?

Da sempre i ricercatori hanno ritenuto che i principali motori nella diversità delle foreste tropicali fossero la competizione per risorse e/o la presenza di parassiti fitofagi. Da un lato, infatti, le piante competono tra loro per risorse come luce solare, acqua e minerali: le specie simili quindi possono inibire la crescita reciproca. Dall’altro, invece, le piante combattono anche contro i parassiti erbivori. Gli alberi vicini filogeneticamente spesso condividono gli stessi parassiti: se una malattia attecchisce, l’infestazione può diffondersi alle piante vicine se simili. Per capire quali di questi meccanismi sia il maggiore promotore della biodiversità vegetale locale, un gruppo di biologi dell’Università dello Utah li ha confrontati in un singolo studio pubblicato sulla rivista Science.

Il team ha analizzato il modo in cui gli alberi vicini influenzano la crescita e la sopravvivenza di nove specie coesistenti del genere arboreo Inga nella foresta pluviale di Panama. Per un periodo di cinque anni, i ricercatori hanno confrontato i tratti degli alberi relativi all’acquisizione delle risorse e alle difese anti-erbivoro, nonché la presenza degli erbivori che vivono sulle piante. Inoltre, per ogni esemplare di alberello analizzato, ne hanno calcolato la somiglianza dei tratti rispetto agli individui vicini dello stesso genere in un “quartiere” di 10 metri.

I risultati hanno mostrato che i tratti deputati all’acquisizione delle risorse sembrano non avere effetti sostanziali sulla sopravvivenza delle piante, mentre i tratti difensivi e il numero di erbivori presenti sulle piante sembrano invece avere un grande impatto. Non è quindi la competizione per le risorse che guida la biodiversità locale, bensì le relazioni tra ospiti e parassiti, almeno in questo sistema di studio.

Le piante e gli erbivori sono in costante corsa agli armamenti per prevalere l’uno sull’altro: le prime evolvendo sempre nuove difese, mentre i secondi evolvendo adattamenti tali da eludere le difese stesse. Il genere Inga ha diversi tratti anti-erbivori, tra cui minuscoli peli urticanti, tazze di nettare che attraggono specie protettrici come le formiche e, in particolare, foglie piene di composti velenosi. Dallo studio è emerso che le specie studiate del genere Inga possono produrre centinaia o talvolta migliaia di tossine diverse, la maggior parte delle quali ancora sconosciute alla scienza. Allo stesso modo, i parassiti hanno evoluto una miriade di adattamenti al consumo dei loro tessuti vegetali.

Il risultato di questo processo di continua coevoluzione è la presenza di organismi fitofagi specie-specifici, che sono quindi in grado di consumare solo alcune specie di piante per le quali si sono specializzate. Le piante strettamente imparentate hanno tratti difensivi simili e quindi comunità di parassiti molto simili, come mostrato da un’esaustiva catalogazione dei fitofagi presenti nell’area di studio. In pratica, è svantaggioso per una pianta avere dei vicini strettamente imparentati, dal momento che le loro comunità parassitarie potrebbero attaccarli. Al contrario, se una pianta differisce dal suo vicino in termini di difese, e quindi di parassiti, gli erbivori che si trovano sul vicino non rappresentano una reale minaccia, favorendo così l’incremento della biodiversità locale.

Lo studio rivela quindi il ruolo significativo degli erbivori nel guidare la diversità negli ecosistemi tropicali, con numerose potenziali implicazioni. Questi risultati indicano, ad esempio, che qualsiasi impatto su popolazioni di parassiti, come il cambiamento climatico o la frammentazione degli habitat, avrà probabilmente un impatto sulla salute della foresta pluviale.


Fonti
Dale L. Forrister, María-José Endara, Gordon C. Younkin, Phyllis D. Coley, Thomas A. Kursar. Herbivores as drivers of negative density dependence in tropical forest saplings. Science, 2019; 363 (6432): 1213 DOI: 10.1126/science.aau9460

Immagine: gailhampshire from Cradley, Malvern, U.K [CC BY 2.0], via Wikimedia Commons